傳輸/網(wǎng)絡層(傳輸網(wǎng)絡層包括)
模塊一：互聯(lián)網(wǎng)與傳輸層協(xié)議
01 | 漫游互聯(lián)網(wǎng)：什么是蜂窩網(wǎng)絡
ISP本地網(wǎng)絡服務提供商（Internet Service Provider）
交換技術的本質(zhì)，就是讓數(shù)據(jù)切換路徑。因為，網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)是以分組或封包（Packet）的形式傳輸，因此這個技術也稱作封包交換技術（Packet Switch）。
移動網(wǎng)絡（無線信號構成了通信鏈路）核心（蜂窩塔即基站） 正六邊形結構
家用網(wǎng)絡結構，家用電器藍牙控制器，因為便宜的物聯(lián)網(wǎng)設備不上wifi芯片上便宜的藍牙芯片。
網(wǎng)絡基礎設施往往不能一次性傳輸太大的數(shù)據(jù)量，因此通常會將數(shù)據(jù)分片傳輸。如果一個封包損壞，只需要重發(fā)損壞的封包，而不需要重發(fā)所有數(shù)據(jù)。
02 | 傳輸層協(xié)議TCP：TCP為什么握手是3次，揮手是4次？
TCP（Transport Control Protocol）傳輸層協(xié)議，host-to-host數(shù)據(jù)的可靠傳輸，支持全雙工，是連接導向的協(xié)議。
TCP要實現(xiàn)主機到主機的通信，需要知道主機的網(wǎng)絡地址。但是tcp不負責地址到地址的傳輸，把ip地址交給網(wǎng)絡層處理。
數(shù)據(jù)鏈路層負責信號在兩個設備間傳輸，物理層提供最底層的傳輸能力（傳輸介質(zhì)）。
連接是網(wǎng)絡行為狀態(tài)的記錄（傳輸層概念），會話（Session）是應用的行為（應用層）。
3次握手是因為，可以同時發(fā)syn+ack，四次揮手是因為分段發(fā)送ack跟fin。
03 | TCP的封包格式：TCP為什么要粘包和拆包？
穩(wěn)定性，效率（并行線路），收發(fā)數(shù)據(jù)存在緩沖區(qū)。
Sequence Number 和 Achnowledgment Number 是保證可靠性的兩個關鍵，發(fā)送接受了多少數(shù)據(jù)。針對對方。
Checksum 是校驗和，用于校驗 TCP 段有沒有損壞。
Data Offset偏移量，表達數(shù)據(jù)從哪個字節(jié)開始。
滑動窗口最關鍵的功能，保證TCP穩(wěn)定性跟流量控制工具
04 | TCP的穩(wěn)定性：滑動窗口和流速控制是怎么回事？
快速重傳（催促機制）：1，2，4到了3沒到，就會多次發(fā)送3的ack，接收方收到多段3的ack會重發(fā)3.
發(fā)送、接收窗口的大小可以用來控制TCP 協(xié)議的流速。
實際操作中窗口大小單位是字節(jié)數(shù)。
05 | UDP協(xié)議：TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的優(yōu)勢和劣勢？
UDP（User Datagram Protocol），目標是在傳輸層提供直接發(fā)送報文的（Datagram）能力。Datagram是傳輸?shù)淖钚挝弧?/strong>
源目端口，消息長度，Checksum校驗和。
相比TCP，UDP很簡單。
HTTP3.0開始使用UDP。
TCP與UDP區(qū)別：
提供可靠傳輸 | 提供報文交換能力 |
可靠性好 | 只管發(fā)送數(shù)據(jù)包 |
面向連接 | 無連接，隨時 |
流速控制 | 無 |
比較而言慢 | 傳輸更快 |
不適合高速傳輸場景 | 流媒體，網(wǎng)絡游戲，單次請求/返回 |
TCP/UDP邊界開始模糊，理論上任何一個TCP協(xié)議構成的應用協(xié)議都可以用UDP重構。
TCP 的成功在于它給人們提供了很多現(xiàn)成、好用的能力。UDP 最核心的價值是靈活、輕量、傳輸速度快。
模塊二：網(wǎng)絡層協(xié)議
06 | IPv4 協(xié)議：路由和尋址的區(qū)別是什么？
IP協(xié)議會遇到的問題：
封包損壞（數(shù)據(jù)傳輸過程中被損壞）；
丟包（數(shù)據(jù)發(fā)送過程中丟失）；
重發(fā)（數(shù)據(jù)被重發(fā)，比如中間設備通過 2 個路徑傳遞數(shù)據(jù)）；
亂序（到達目的地時數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)不一致）。
主要問題：延遲，吞吐量 bps，丟包率
IP協(xié)議的工作原理
接收IP協(xié)議上方的host-to-host協(xié)議傳來的數(shù)據(jù)，進行拆分：分片！
IP協(xié)議，給數(shù)據(jù)封包增加一個協(xié)議頭。
Type Of Service 服務的類型 四種！
低延遲，高吞吐量，低丟包率，低成本
Identification（報文的 ID），發(fā)送方分配，代表順序。
尋址：找到頂層網(wǎng)絡——下層——再下級——定位設備
路由：目的在其他局域網(wǎng)中，通過網(wǎng)關連接，通往下個網(wǎng)絡的路徑，選擇其中一個網(wǎng)關。
07 | IPv6 協(xié)議：Tunnel 技術是什么？
跟IPV4一樣的原理。最核心的能力是確保數(shù)據(jù)可以從發(fā)送主機到達接收主機。
8個16位總共128位。16進制表示，可以省略前64bit的0，只能出現(xiàn)一次：：./數(shù)字，只有數(shù)字位有數(shù)據(jù)其他都是0。
IPv6尋址
全局單播尋址：一對一 （定位網(wǎng)絡中的設備）
站點前綴，48bit，ISP或者RIR分配。
子網(wǎng)號：16bit，用于站點內(nèi)部分子網(wǎng)。
接口號：64bit，用于站點內(nèi)部分設備。
本地單播：類似ipv4的一個內(nèi)部網(wǎng)絡，要求地址必須以fe80開頭，類似我們 IPv4 中127開頭的地址
很多公司還是需要一個內(nèi)部網(wǎng)絡的。這種情況在 IPv6 的設計中屬于局域網(wǎng)絡。 后面 64 位的 0，然后接上 54 位的設備編號。
分組多播：廣播，將消息發(fā)送給多個接受者
IPv6 中設計了分組多播，來實現(xiàn)廣播的能力。當 IP 地址以 8 個 1 開頭，也就是ff00開頭，后面會跟上一個分組的編號時，就是在進行分組多播。
任意播
本質(zhì)是將消息發(fā)送給多個接收方，并選擇一條最優(yōu)的路徑。
ipv6跟ipv4兼容情況
之間互相通信：dns查詢dns64，通過nat64路由器將ipv6地址轉(zhuǎn)換為ipv4。
兩個ipv6被ipv4隔離：隧道！Tunnel
解決了的問題：地址耗盡，減少子網(wǎng)，更小的封包頭體積，提升了性能
08 | 局域網(wǎng)：NAT 是如何工作的？
局域網(wǎng)數(shù)據(jù)交換（mac地址）
設備間通信的本質(zhì)是設備擁有的網(wǎng)卡間進行通信。ITEF要求每個設備擁有一個唯一的編號MAC地址。
網(wǎng)卡網(wǎng)卡間需要交換機跟網(wǎng)線。
MTU，最大傳輸單元。鏈路層網(wǎng)絡允許的最大傳輸數(shù)據(jù)組大小。因此IP協(xié)議要根據(jù)MTU拆分封包。
MSS，最大段大小。傳輸層概念
ARP(地址解析協(xié)議)
逐級緩存的設計減少arp請求。
本地—廣播查詢—交換機——廣播給其他接口
緩存的失效時間，更新策略，數(shù)據(jù)結構
網(wǎng)絡接口發(fā)送數(shù)據(jù)需要三個字段，源目mac跟數(shù)據(jù)。
家用路由器也具備交換機功能，但是當arp表很大，還是需要專門的交換設備。
內(nèi)網(wǎng)，通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)，源目mac地址會變換。
連接外網(wǎng)（NAT技術，網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換技術）
私有ip通過nat轉(zhuǎn)換為公網(wǎng)ip發(fā)送給服務器。最核心的能力，就是能夠?qū)?nèi)網(wǎng)中某個 IP 地址映射到外網(wǎng) IP，然后再把數(shù)據(jù)發(fā)送給外網(wǎng)的服務器。1.NAT需要作為一個中間層替換IP地址 2.NAT需要緩存內(nèi)網(wǎng)IP地址，出口IP+端口的對應關系
鏈路層發(fā)送數(shù)據(jù)靠的是mac地址
